Diseño de un protector para freno de disco de bicicleta de carretera para competición

Abstract

[ES] En el presente trabajo de final de grado se pretende realizar un estudio sobre un nuevo sistema de protección en las bicicletas de carrera, tanto de calle como de competición, que permita resguardar el disco perteneciente al sistema de frenado del mismo nombre, con la finalidad de evitar cualquier tipo de contacto del mismo con otro ciclista, pudiéndole causar daños graves durante una marcha. La realización de este proyecto tiene como objetivo o finalidad satisfacer las necesidades de seguridad existentes en el ciclismo derivados del uso de sistemas de freno de disco, con el fin de cesar cualquier tipo de preocupación acerca de los peligros que estos sistemas pueden entrañar, y proporcionar la posibilidad al ciclismo profesional de implementar sin ningún temor un avance tecnológico como lo son los frenos de disco, para seguir evolucionando de forma vanguardista en este deporte, sin temer por la seguridad de sus deportistas. En primer lugar, se realizará una breve introducción a los principios de funcionamiento y las partes que componen el sistema de freno de disco, profundizando en su evolución histórica tanto en el mundo del automovilismo como del ciclismo, y realizando varias comparaciones con respecto a los diferentes sistemas de frenado utilizados en bicicletas, fundamentando la importancia de la implementación de este sistema de frenado en el ciclismo, y, por lo tanto, de la correspondiente protección. Una vez expuestas las necesidades que se desean satisfacer mediante el uso de la protección, se procederá a su modelizado, en base a criterios tanto constructivos, que permitan su instalación en cualquier bicicleta sin entrar en conflicto con los demás componentes de la misma, como funcionales, derivados de los resultados obtenidos de las diferentes simulaciones en las que se pondrá a prueba el diseño de la protección frente a diversas cargas derivadas de las situaciones en las que se puede ver envuelta la pieza durante su vida útil. Por último, se realizará una selección y cálculo de materiales, con el fin de seleccionar el que más se ajuste a las necesidades de soporte proporcionadas por las diferentes simulaciones, analizando además qué método de fabricación es el más adecuado para la producción de la pieza y finalizando con un estudio económico que permita conocer una aproximación de los valores de inversión y de rentabilidad que ofrece la producción industrial de la pieza diseñada. Este proyecto permitirá conocer las diferentes etapas que constituyen el proceso de diseño, simulación y fabricación de un producto previos al lanzamiento al mercado del mismo.

[CA] En el present treball de fi de grau es pretén realitzar un estudi sobre un nou sistema de protecció en les bicicletes de carrera, tant de carrer com de competició, que permeta resguardar el disc pertanyent al sistema de frenada del mateix nom, amb la finalitat d’evitar qualsevol tipus de contacte del mateix amb altre ciclista, podent-li causar danys greus durant una marxa. La realització d’aquest projecte té com a objectiu o finalitat satisfer les necessitats de seguretat existents en el ciclisme derivades de l’ús de sistemes de fre de disc, amb la finalitat de cessar qualsevol tipus de preocupació sobre els perills que estos sistemes poden comportar, i proporcionar la possibilitat al ciclisme profesional d’implementar sense cap temor un avanç tecnológic com ho són els frens de disc, per a continuar evolucionant de forma avantguardista en aquest esport sense témer per la seguretat dels seus esportistes. En primer lloc, es realitzarà una breu introducció als principis de funcionament i les parts que componen el sistema de fre de disc, aprofundint en la seua evolució històrica tant en el món de l’automobilisme com del ciclisme,i realitzant diverses comparacions respecte als diferents sistemes de frenada utilitzats en bicicletes, fonamentant la importància de la implementació d’aquest sistema de frenada al ciclisme, i, per tant, de la corresponent protecció. Una vegada exposades les necessitats que es desitgen satisfer per mitjà de l’ús de la protecció, es procedirà al seu modelitzat, basantse en criteris tant constructius, que permeten la seua instal·lació en qualsevol bicicleta sense entrar en conflicte amb els altres components de la mateixa, com funcionals, derivats dels resultats obtinguts de les diferents simulacions en què es posarà a prova el disseny de la protección enfront de diverses càrregues derivades de les situacions en què es pot veure sotmesa la peça durant la seua vida útil. Finalment, es realitzarà una selecció i càlcul de materials, a fi de seleccionar el que més s’ajuste a les necessitats de suport proporcionades per les diferents simulacions, analitzant a més quin mètode de fabricació és el més adequat per a la producció de la peça i finalitzant amb un estudi econòmic que permeta conéixer una aproximació dels valors d’inversió i de rentabilitat que oferix la producció industrial de la peça dissenyada. Aquest projecte permetrà conéixer les diferents etapes que constituïxen el procés de disseny, simulació i fabricació d’un producte previs al llançament al mercat del mateix.

[EN] In the present end-of-degree work intends to carry out a study on a new system of protection in the racing bikes, both, street and competition, which allows to protect the disc belonging to the braking system of the same name, with the purpose of avoiding any type of contact between the same and another cyclist, being able to cause serious damages during a march. The purpose of this project is to satisfy the existing safety needs of the cyclism that are derived from the use of disc brake systems, in order to cease any kind of worry about the dangers that these systems can contain, and provide the possibility to the profesional cycling to implement without any fear a technological breakthrough such as disc brakes, to continue to evolve in an avant-garde way in this sport, without fearing for the safety of its athletes. First, a short introduction will be made to the principles of operation and the parts that compose the disc brake system, deepening its historical evolution in the world of motoring and cycling, and making multiple comparisons with respect to the different braking systems used in bicycles, basing the importance of the implementation of this braking system in cycling, and therefore, of the corresponding protection. Once the needs that are to be satisfied by the use of the protection are exposed, it will proceed to its modelling, base on both, constructive criteria, that allow their installation on any bicycle without entering into conflict with the other components of the same, and functional criteria, derived from the results obtained from the differents simulations in which the design of the protection will be tested against differents loads derived from the situations in which you can see the piece wrapped during its useful life. Finally a selection and calculation of materials will be made in order to select the one that most fits the support needs provided by the different simulations, analyzing also what method of manufacture is the most suitable for the production of the piece and ending with an economic study that allows to know an approximation of the values of investment and profitability that offers the industrial production of the piece designed. This project will allow to know the different stages that constitute the process of design, simulation and manufacture of a product before to the launching to the market of the same.